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文档简介
2023.11.21
增进化学学科理解,提升课堂教学能力——高中化学教学疑难问题研究
开展基于学生化学学科核心素养发展的课堂教学,对化学教师的专业素养提出了更高的要求,要求教师进一步增进化学学科理解。
为什么?
化学学科理解是指教师对化学学科知识及其思维方式和方法的一种本原性、结构化的认识,它不仅仅只是对化学知识的理解,还包括对具有化学学科特质的思维方式和方法的理解。
是什么?
教师应注重通过多种途径和方法提高化学学科理解能力。应反思自身化学学科理解方面的不足,主动参加有关的学习和培训活动……
怎样做?增进化学学科理解,提升课堂教学能力《化学课程标准》关于新课程实施6条建议1.深刻领会化学学科核心素养的内涵,科学制订化学教学目标。2.准确把握学业质量标准,合理选择和组织化学教学内容。3.充分认识化学实验的独特价值。精心设计实验探究活动。4.创设真实问题前境,促进学习方式转变。5.实施“教、学、评”一体化,有效开展化学日常学习评价。6.增进化学学科理解,提升课堂教学能力教师教学实践
输出性活动
教师个体提升
有效性输出
输入性活动
使我们的教学更有
意义和有效
直接影响有意义的输出案例1.浓度越大化学反应速率一定越大吗?分析:如果同学们不看表格的内容只凭经验去做本题(思维固化),很多同学都会错误的选择B。因为这是课本上告诉我们的结论。我们仔细观察图表中给出的信息不难发现,经历相同的时间内浓度的变化量是相同的。根据速率的计算公式,
可知此时的化学反应速率是不变的。这和我们的认知是有所不同的,这是为什么呢?(2019西湖区校级模拟)在一定条件下,N2O分解的部分实验数据如表:则下列说法正确的是(
)A.N2O分解的反应方程式为2N2O
2N2+O2B.N2O浓度越大,分解速率越大C.N2O初始浓度越大,半衰期越长(注:半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的时间)D.反应相同时间,N2O初始浓度越大,转化率越大。
这种反应称作为零级反应——反应速率不随浓度的变化而改变的反应。这种反应经常发生在有催化剂的反应中,反应物与催化剂的表面接触,而催化剂的表面积是有限的,浓度提高了,反应速率不会增大。因为其他分子都在催化剂旁边“排队”,来不及与催化剂接触,因此反应速率不会提高。
零级反应定义:指反应速率与反应物浓度的零次方成正比(反应物的零次方等于1即与反应物浓度无关)的化学反应。零级反应较少,一些发生在固体表面上的反应属于零级反应。如氨在钨、铁等催化剂表面上的分解反应。
总结归纳零级反应的反应速率与浓度没有关系;半衰期只与初始浓度有关并且成线性关系。浓度越大,半衰期越大。浓度越大转化率越小。案例2.水溶液中水电离出C(H+)或浓度水电离出C(H+)的计算策略:引导学生自主建立分析模型,这类问题可以很快解决。(1)常温纯水2、电离显酸性:如硫酸、盐酸、醋酸、硫酸氢钠等
水电离H+水电离OH—酸电离出H+电离显酸性:溶液中的氢氧根离子代表水的电离。3、电离显碱性:如氢氧化钠、氨水等
水电离H+水电离OH—碱电离出OH—电离显碱性:溶液中的氢离子代表水的电离。4、水解显示酸性以的(NH4)2SO4溶液为例C(H+)=C(NH3·H2O)+C(OH-)水解显酸性:溶液中的氢离子代表水的电离5:水解显碱性的碳酸钠溶液为例:水电离出的OH—HCO3-H2CO3自由H+C(OH—)=C(H+)+C(HCO3—)+2C(H2CO3
)水解显碱性:溶液中的氢氧根离子代表水的电离水电离出的H+
教师和学生都需要,由内容思维转变为目标思维。
问题在有目标和方向的基础上才更能显示其价值。
做好学生的思想工作,让学生没有畏难情绪,愿意跟着老师一起走,喜欢我们的化学课(好的关系胜过好的教育)是高中化学教学成功的前提。
我经常讲,高考化学成绩怎样才会好呢?就要瞄的准(方向正确),还要有子弹(基础扎实)。
思想是行为的先导主要内容01“三新”背景下高考的特点★新高考强调核心价值的考查这是本道题的一个亮点,第一学生审题要全面;第二考查学生素养,立德树人,需要考虑综合经济、社会效益。2022年北京高考15题FeS2燃烧放热为FeSO4·H2O分解提供能量;反应产物是铁精粉和制硫酸的原料新教材的编写,融合了核心素养,润物细无声的把立德树人根本任务进行了落实,我们要培养什么样的人,就是综合考虑各种问题,最大限度的提高综合经济、社会效益。(2023年北京18)以银锰精矿(主要含有Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含有MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下:Ag2S、MnS、FeS2
、MnO2过量的FeCl3、HCl和CaCl2(4)结合“浸锰”过程,两种矿石中各物质利用的角度,分析联合提取银和锰的优点
。MnO2作氧化剂,FeS2作还原剂,两种矿石相互作用,从MnS和MnO2中回收Mn,从Ag2S中提取Ag。强氧化性离子:MnO4—、Fe3+、FeO42—、ClO—、(H++NO3—)、Cr2O72—强还原性离子:Fe2+、I—、S2—(HS—)、SO32—(HSO3—)、Br—、Cl—在溶液中比较稳定的离子:K+、Na+、SO42—★化学性质对立”的物质之间容易发生反应.酸性离子:H+
;弱碱的阳离子(Fe3+、Al3+、Fe2+、Cu2+、Ag+、NH4+
)碱性离子:OH—;弱酸的阴离子(PO43—、CO32—、S2—、SO32—、C2O42—
、CH3COO—、AlO2—)中性离子:强碱的阳离子(K+、Na+)和强酸的阴离子(Cl—、SO42—)两性离子:弱酸的酸式根离子(HCO3—、HS—、HSO3—)培养学生素养的关键,可迁移★课堂教学和高考题的关系(把课堂表现考出来)16.(9分)尿素[CO(NH2)2]合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。尿素样品的质量,iii中所用H2SO4溶液的浓度和体积2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4(NH4)2SO4+H2SO4标准NaOH2N2NH3H2SO4H2SO42NaOHH2SO4先吸收NH3标准NaOHH2SO4
标准NaOH空白对照尿素样品的质量,或空白实验中消耗标准NaOH溶液的体积)
新高考注重“证实证伪”的考查
证据的唯一性证据只有唯一性才具有充分性,当我们对一个推论探寻证据时,该推理应是形成该证据的唯一因素,若还有其他的因素也会导致相同证据结果的,则该证据就不具有充分性,依据该证据所得出的结论也就是不严谨的,此时就要排除其他因素的干扰或者进行对照试验,以证明该推论是形成所提供证据的唯一因素或决定性因素。2020年北京高考题这些都是考查证据意识实验证据、理论证据。(x-1)Na2S+xS=Na2Sx隐含考查平衡思想:任何反应都有一定的可逆性。例题:根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是选项实验操作和现象结论A在Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,有沉淀生成酸性:H2SO3>HClOB钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛满CO2的集气瓶中,产生大量白烟且瓶内有黑色颗粒产生CO2有氧化性C将FeCl2溶液滴入酸性KMnO4溶液中,溶液紫红色褪去证明Fe2+有还原性D向淀粉溶液中加适量20%H2SO4溶液,加热,冷却后加NaOH溶液至中性,再滴加少量碘水,溶液变蓝淀粉未水解Ca(ClO)2+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClONa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(2018年北京高考)已知:
溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO42O(2)磷精矿粉酸浸时发生反应:
2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO4
=10CaSO42O+6H3PO4
①该反应体现出酸性关系:H3PO4__________H2SO4(填“>”或“<”)。Ca(ClO)2+2SO2+2H2O=CaSO4↓+2HCl+H2SO4KSP(CaSO3-9KSP(CaSO4-6
这几年北京高考命题人的思想:
体现化学思维的考查,特别强调融合(板块间的融合)希望教学由相对“独立、割裂、静止、绝对化、碎片化”向:“关联、融合、动态、相对化、系统化”转变。注重知识间的内在关联性和整合性;加强分析问题的逻辑性、全面性,强调自主学习能力的提高,注意学科思想方法的培养,使其在思考问题,解决问题种持续发挥作用,迁移到不同具体问题中,使学生终生收益。新高考:突出化学思想(哲学思想)和学生思维的考查
平均值的思想、极端假设的思想、守恒的思想、系统都有趋于稳定的思想(不是平衡状态要达到平衡状态、过饱和溶液不稳定、原子形成化学键)、任何反应有一定的可逆性(正反应容易逆反应困难),化学性质相反的物质容易起反应。(2020年北京高考18)MnO2是重要化工原料,由软锰矿制备MnO2的一种工艺流程如下:(1)溶出②溶出时,Fe的氧化过程及得到Mn2+的主要途径如图所示。ii.若Fe2+全部来自于反应Fe+2H+=Fe2++H2↑,完全溶出Mn2+所需Fe与MnO2的物质的量比值为2。而实际比值(0.9)小于2,原因是
。理论上的反应路径:Fe+2H+=Fe2++H2↑,MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O实际情况:只要产生Fe3+,就可能与Fe屑接触,就会发生:2Fe3++Fe=3Fe2+;再发生MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O如此循环,方程式叠加可得到:2Fe+3MnO2+12H+=2Fe3++3Mn2++6H2OFe2+主要来自于反应Fe+2Fe3+=3Fe2+,从而提高了Fe的利用率。i.若Fe2+全部来自于反应Fe+2H+=Fe2++H2↑,完全溶出Mn2+所需Fe与MnO2的物质的量比值为2。而实际比值(0.9)小于2。
★本问实际上考查了平均值的思想和极端值的思想。路径1:Fe+2H+=Fe2++H2↑,MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O,n(Fe)/n(MnO2)=2路径22Fe3++Fe=3Fe2+;MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O如此循环,方程式叠加可得到:2Fe+3MnO2+12H+=2Fe3++3Mn2++6H2On(Fe)/n(MnO2介于和2之间,且更接近,说明Fe2+的
产生,2Fe3++Fe=3Fe2+为主。0.6721.33教学启示:构建思维型课堂,提高课堂教学质量
构建思维型课堂:让学生真正动起来(动手写、动脑想),这就要求我们做教学设计时,从学情出发,找到学生的障碍点,通过问题链方式来解决。思维型课堂模型02课标教材高考观念教学疑难问题问题1:化学学科“深度学习”理论解读
素养导线的学习目标
引领性学习主题
化学实验为主的多种探究活动宏微结合、变化守恒的视角,运用证据推理与模型认知的思维方式化学观念结构化核心知识思路方法、科学思维
探究创新能力积极学习动机科学态度与社会责任
学生在素养导向学习目标的引领下,聚焦引领性学习主题,开展以化学实验为主的实验探究活动,在这个过程中,学生全身心地投入,从宏微结合、变化守恒的视角,运用证据推理与模型认知的思维方式,习得结构化的核心知识,形成问题解决的思路方法,构建化学观念,发展科学思维,提升探究创新能力,形成的学习动机,内化科学态度和社会责任,成为会学习、善合作、有责任、能担当的未来实践的主人。(教育部课程中心高中化学深度学习项目核心专家组)例1:实验探究:氯气与水的反应教师展示新制的氯水:前面讲了氯气的物理性质,氯气是黄绿色气体,能溶解于水(1体积的水溶解2体积的氯气),大家看这是1瓶我新制备的氯水(将氯气溶解到蒸馏水中得到的),观察新制氯水的颜色。【活动1】氯气能溶于水,是否也能和水反应呢?预测其可能存在的微粒成分有哪些?如何确定?假设1氯气仅仅溶解于水
Cl2+H2O假设2氯气部分溶解、部分反应
Cl2+新成成物质+H2O假设3氯气完全和水反应
新成成物质+H2O根据:新制备氯水的黄绿色,确定假设3不成立教师演示实验:【活动2】那么是否是Cl2具有漂白性呢?设计实验验证假设。干燥的氯气干燥的红色布条水干燥的氯气干燥的红色纸条【实验方案】结论:Cl2无漂白性,再根据常识,H2O没有漂白性,排除了假设1;说明假设2成立,说明氯气和水反应产生了的新物质有漂白性。【活动3】请同学们根据物质的组成和化合价规律,预测氯气与水反应的原理(化学反应方程式)。汇报:
2Cl2+2H2O=4HCl+O2
Cl2+H2O=HCl+HClO
实验证明:氯气和水的反应是可逆反应Cl2+H2OHCl+HClO
教师演示演示:将石蕊滴入氯水中,观察现象,说明什么问题?学生:先变红,后褪色;说明氯气和水反应产生了酸性物质和漂白性物质。例2:设计实验证明弱电解质越稀越电离实验用品:pH=3的醋酸、蒸馏水、pH计,量筒、烧杯。请同学们设计实验证明醋酸存下电离平衡,说出设计思路,并通过实验进行验证。教师提问:怎样通过实验证明弱电解质水稀释电离程度加大?学生展开讨论:汇报学生可能的答案:(1)稀释后pH变小;(2)后pH变大;(3)可以和强酸对比,稀释相同倍数的pH变化情况。教师教师反问:稀释过程中氢离子浓度变化决定于哪些因素,到底那种情况合理?
两种因素都变的时候,我们应该怎样处理合理?常温下,CH3COOH
CH3COO-+H+预测0.1mol/L乙酸溶液加水稀释,平衡
移动。预测的依据
设计简要实验方案证明
证据与推理
活动:探究乙酸溶液中加水稀释时,电离平衡的移动正向移动加水稀释时,K不变,c(CH3COO-)、c(H+)、c(CH3COOH)等倍下降,使Q减小,Q<Ka,电离平衡正向移动。1、测的CH3COOH溶液,pH=a;2、取2mL上述溶液加水稀释至200mL,测其pH=b;若稀释后,电离平衡不移动,则溶液的pH:b=a+2若稀释后,电离平衡正向移动,则溶液的pH:b<a+2王坤圣老师课例:环节三:实验探究电离平衡的移动完成实验并记录1、测的CH3COOH溶液,pH=
;2、取2mL上述溶液加水稀释到200mL,测其pH=
;图象表达(若平衡不移动)(平衡正移的证据?)例3:设计实验制备四氧化三铁。实验原理:Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4↓+4H2O3溶液、的NaOH溶液,铁粉,量筒,酒精灯,试管、试管架、磁铁。任务:如何控制和优化实验条件制备四氧化三铁。大概念学科上位概念(物质不灭)跨学科概念(能量、守恒思想)能迁移到真实世界(异性相吸)相对大的(层级理论)
(单元教学中)专家思维大概念:氧化还原反应次级大概念:从电子转移的视角认识氧化还原反应的的本质及相关概念大概念:从微观的视角认识溶液中物质的存在与变化。核心概念:电离、离子反应锚点文件夹(价类周期律)问题2大概念教学的含义氧化还原反应大单元教学设计
(非连续课时的大概念)氯铁硫、氮电解(放电)综合复习大概念:氧化还原反应次级大概念:从电子转移的视角认识氧化还原反应的本质及相关概念。例(2014年北京高考)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的2溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压数值):(4)II中虽未检验出Cl2,但Cl—在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:①NaCl的浓度是_________mol/L③与II对比,得出的结论(写出两点)
。
思考(1)竞争放电:Fe2+、Cl—都有还原性(2)干扰因素:Fe2+的存在会干扰Cl—放电检验,产生氯气,但是体系中有还原性的Fe2+会很快被还原消耗掉。1、电压大于bV,Cl—能放电2、Fe2+的还原性强于Cl—,Fe2+先于Cl—放电分析:(1)b≤电压<c,没有检查到Cl2,说明Cl—在这个电压下不能放电,但是在实验II中能检验出Fe3+,说明Fe2+先于Cl—放电。(2)C≤电压<a,检查到Cl2,说明此时Cl—能放电baC
问题3课标课程性质新增“转化”的理解
解读:为啥增加“转化”:突出化学的价值,化学推动社会的发展,化学可以创造物质,我们在教学过程中,要发挥化学的学科价值,人类的进步离不开化学的进步,化学在医药、环境、材料、能源方面发挥了无可替代的作用。化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础自然科学,其特征是从微观层次认识物质,以符号形式描述物质,在不同层面创造物质。(2017年版)。43物质的分类及转化(突出了转化)。
老教材新教材不同价态的硫之间的转化:探究活动和学生实验探究活动新教材1
应用学习某些知识的过程中形成的认识物质及反应的角度、分析问题的角度、分析问题的思路,经过分析、推理后解决问题(问题情境为复杂-结构较良好)
【启示1】无机物复习以“价类二维复习物质性质”为起点,以“价类二维梳理物质转化”为“中转”,以“价类二维思想系统分析解决问题“为终点问题4新课标为什么强调真实情境★课标:实施建议(5创设真实问题情境,促进学习方式转变
真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台,为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。因此,教师在教学中应重视创设真实且富有价值的问题情境,促进学生化学学科核心素养的形成和发展。
用情境将“裸露”的知识包装起来
一位学者对教学情境有着精辟的比喻:“将15g盐放在你的面前,你无论如何也难以下咽;但将15g盐放入一碗美味可口的汤中,你早就在享用佳肴时,将它们全部吸收了。”情境之于知识,犹如汤之于盐;只是需要融入情境之中,才能显示出活力和美感。命题框架(2021年西城二模)利用工业废渣DSS,其主要成分为FeS、Fe2(SO4)3、FeSO4等,制备无机高分子絮凝剂――聚合硫酸铁。启示:放在这样一个情境中,可以考察学生的能力。问题5课标为什么重视实验教学?涵盖操作技能、物质性质、转化、分离,以及反应规律和理论、有机结构等实验探究。新增学生必做实验(必修课程9个)1.配制一定物质的量浓度的溶液2.铁及其化合物的性质3.不同价态含硫物质的转化4.用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子5.同周期、同主族元素性质的递变6.化学反应速率的影响因素7.化学能转化成电能8.搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点9.乙醇、乙酸的主要性质新增学生必做实验(选择性必修9个)1.简单的电镀实验2.制作简单的燃料电池3.探究影响化学平衡移动的因素4.强酸与强碱的中和滴定5.盐类水解的应用6.简单配合物的制备7.乙酸乙酯的制备与性质8.有机化合物中常见官能团的检验9.糖类的性质新教材选择性必修1探究实验栏目选择性必修教材,探究实验最后的问题讨论,教学中要重视。(1)实验验证实验I:将0.0100mol/LAg2SO4溶液与0.0400mol/LFeSO4溶液(pH=1)等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。实验II:向少量Ag粉中加入0.0100mol/LFe2(SO4)3溶液(pH=1),固体完全溶解。(2021年北京16)某小组实验验证“
”为可逆反应并测定其平衡常数。①取I中沉淀,加入浓硝酸,证实沉淀为Ag。现象是_______。②II中溶液选用Fe2(SO4)3,不选用Fe(NO3)3的原因是_______。综合上述实验,证实“
”为可逆反应。证明反应可以正向进行实验目的证明反应可以逆向进行固体溶解,产生红棕色气体酸性条件下,NO3—有氧化性,
实验Ⅲ:一定温度下,待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时,取vmL上层清液,用C1
mol/LKSCN标准溶液滴定Ag+,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v1mL。①滴定过程中Fe3+的作用是_______。指示剂的作用溶液中剩余Ag+浓度滤液Fe3+、Fe2+、Ag+
、NO3—、SO42—加入KSCN溶液Ag++SCN—AgSCN↓(2)测定平衡常数资料:Ag++SCN—AgSCN↓k=1012Fe3++SCN—FeSCN2+K=10
(2)测定平衡常数
实验Ⅲ:一定温度下,待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时,取vmL上层清液,用C1
mol/LKSCN标准溶液滴定Ag+,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v1mL。②测得平衡常数K=_______。溶液中剩余Ag+浓度(3)思考问题
①取实验I的浊液测定c(Ag+),会使所测K值_______(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。
②不用实验II中清液测定K的原因是_______。浊液Fe3+、Fe2+、Ag+、Ag、NO3—、SO42—实验Ⅲ:一定温度下,待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时,取vmL上层清液,用C1
mol/LKSCN标准溶液滴定Ag+,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v1mL。偏小Ag完全溶解,无法判断反应是否达到平衡状态。加入KSCN溶液课标:主题1:化学科学与实验探究【教学提示】1.教学策略●整体规划实验及探究教学,发挥典型实验探究活动的作用。●选取真实的、有意义的、引发学生兴趣的探究问题。●改变在实验中注重动手但缺少思考的现状,强调高级思维过程(多思考)。例1(21北京高考6)室温下,1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是(
)教学启示:在教学中要充分挖掘课本实验在促进学生认识发展和能力提升方面的功能与价值。要改变化学实验是简单的动手实验,要进行深度的思考,要细致挖掘——尤其要注意多因一果问题,证据的唯一性。CNH3+HCl=NH4Cl白烟
思考(可以怎样挖掘呢)1.玻璃棒怎样放效果更好呢?(跨学科)2.如果将浓盐酸改成浓硝酸,能否有白烟,浓硝酸和浓氨水为啥不发生氧化还原呢?3.将浓盐酸改成浓硫酸看不到白烟,如何证明二者确实发生了反应。2020北京高考例2:氨水和浓盐酸反应
问题5常见无机物及其应用调整
新课标选择Na、Fe、N、S、Cl五种核心元素作为需要全面掌握和系统学习的代表性元素。
将Al和Si两种元素调整为只承担作为认识的对象和感性认识的素材两种功能,不需要系统学习。将Cu调整为只需要作为认识的素材。
这样做,一方面需要系统学习的元素及其化合物的知识总量减少了;另外一方面,对5种核心元素化合物知识的认识要求和能力要求提高了,对相关概念理论的能力素养迁移应用的要求也提高了。
(铝及其化合物的那种图像的分析计算就不用搞了)元素化合物的知识在高中化学课程中的价值主要是三方面:(1)作为认识的对象,促进学生迁移应用所学的概念原理知识;(2)作为感性认识素材,帮助学生建立和发展概念理论;(3)作为认识的结果,成为知识结构的一部分,为后续的认知活动提供参照和依据。【知识回顾】将SO2通入品红溶液,红色褪去,加热溶液,红色恢复。品红溶液逐渐通入SO2加热试管【问题延伸】SO2使品红褪色过程的原理是什么?问题6SO2有漂白性
探究【资料卡片】SO2气体与品红水溶液反应的化学方程式:SO2
+H2O+醌式结构(红色)非琨式结构(无色)不稳定【经典例题】将SO2通入以下实验装置中,请分析实验现象和SO2所体现的性质。①装置A的实验现象:
;体现SO2的
性。②装置B的实验现象:
;体现SO2的
性。AB品红紫色石蕊溶液
溶液尾气处理SO2溶液的红色褪去漂白溶液由紫色变为红色酸性氧化物的通【思考】SO2为什么不能漂白紫色石蕊?紫色石蕊结构式【答案】因为紫色石蕊分子中没有醌式结构。【思考】真正使品红褪色的粒子是什么?SO2?H2SO3?HSO3–?SO32–?【探究实验1】将干燥的SO2通入品红的无水乙醇溶液。品红的无水乙醇溶液尾气处理SO2实验现象1实验推论1品红的无水乙醇溶液不褪色。干燥的SO2不具有漂白性。【探究实验2】将等浓度等体积的SO2水溶液、NaHSO3溶液、Na2SO3溶液,分别滴入装有品红水溶液的试管中。实验现象2实验推论2品红褪色速度:SO32–
>HSO3–
>H2SO3。品红褪色的主要原因是SO32–的作用。ASO2水溶液BNaHSO3溶液CNa2SO3溶液品红水溶液品红水溶液品红水溶液问题7酚酞为啥碱浓度过高会褪色(1)酚酞颜色变化的思考(2)过氧化钠与水反应氧化还原的分析酚酞的结构★过氧化钠与水反应氧化还原的分析2Na2O2+4H2O=4NaOH+2H2O22H2O2=2H2O+O2↑2Na2O2+4H2O==4NaOH+O2↑+2H2O(2023北京高考)2O2和CaH2与水的反应分别为:①2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;②CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑下类说法正确的是()2O2和CaH2中均还有非极性共价键B.①中水发生氧化反应;②水发生还原反应2O2中阴、阳离子个数比为1:2;CaH2中阴阳离个数比为2:1D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生O2和H2的物质的量相同必修第一册(课后习题)过氧化钠的性质和—1价氢原子的还原性,是高考的热点问题
问题8:电化学系列问题探究课标:1.教学策略
充分利用铜–锌双液原电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池、电解熔融氯化钠和电解饱和食盐水等案例素材,组织学生开展分析解释、推论预测、设计评价等学习活动,发展学生对原电池和电解池工作原理的认识,转变偏差认识,促使学生认识到电极反应、电极材料、离子导体、电子导体是电化学体系的基本要素,建立对电化学过程的系统分析思路,提高学生对电化学本质的认识。鲁科版人教版●原电池的装置可用符号来表示:
Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu
负极
盐桥
正极每个半电池都由两类物质组成,一类是可作还原剂的物质,如锌和铜,称为还原型物质。另一类是可作氧化剂的物质,如ZnSO4和CuSO4,称为氧化型物质。相对应的氧化型物质和还原型物质组成氧化还原电对,常用如下符号表示:Zn2+/Zn,Cu2+/Cu。不同氧化态的同一元素的离子或单质等也可构成氧化还原电对,如Fe3+/Fe2+、Cl2/Cl-、O2/OH-等。●
Li+/Li:φΘ=-3.045V;F2/F-:
φΘ=+2.87V71★.为啥不能造出电压更大的电池●溶液的导电能力与离子的迁移速率有关,阴阳离子的迁移速率接近可以提高导电能力。72★.盐桥中为什么用KCl或KNO3★原电池一定有自发发生的氧化还原反应吗?构成原电池吗?
电动势差生的原因是因为硝酸银浓度不一样产生的,NO3—
移向a极,a极失去电子,电子经导线运动到右侧,右侧Ag+
得到电子生成Ag,形成闭合回路,产生电流。负极:正极:Ag—e—=Ag+Ag++e—=Ag功能:使离子选择性定向迁移(目的是平衡溶液的离子浓度或电荷)。★为啥阳离子交换膜只允许阳离子通过?例2.某含锰矿物的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2、Al2O3等。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰,主要物质转化关系如下:(5)设备3中用阴离子膜法提取金属锰的电解装置图如右上图:①电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向,则A电极是直流电源的
极。实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为
。②该工艺之所以采用阴离子交换膜,研究发现,用无膜法电解时,锰元素利用较低,电解效率低,分析原因是_____。2H2O—4e—=O2↑+4H+膜的功能:提高电解效率,调控反应的作用。如果没有离子交换膜,会造成阴极附近锰离子浓度降低,这样氢离子可能也能放电。如果没有膜,Mn2+可能运动到阳极区放电,生成高价含锰化合物。
负
滤液2MnSO4溶液阳极阴极MnSO4H2SO4
电化学解题模型及规律总结
动力源泉1.负出电子:电子从负极流出。2.离子运动方向:异性相吸3.可充电池:放电是原电池,充电是电解池;负极倒过来就是充电的阴极;4.计算:电池每个极通过的电量是相等的(电荷守恒)电化学选择题紧跟时代发展,以新型电池工作原理示意图为载体,考查充、放电过程中电极的判断、电极反应式、离子迁移方向,但“万变不离其宗”。课例基于核心素养的高中化学教学探究实验
——硝酸银溶液和碘化钾溶液环节一、预测0.1mol/LAgNO3溶液(pH=2)与0.1mol/LKI溶液混合可能发生哪些反应?结论可能发生的反应:
温馨提示:1.从溶液的微粒的角度分析种类及微粒的性质的角度思考。2.要考虑环境的因素(空气是也给氧化性氛围)。Ag++I—=AgI↓2Ag++2I—=2Ag+I2酸性条件下的NO3—、空气中的O2也可能氧化I—环节二、实验验证
向装有0.1mol/LAgNO3溶液烧杯中滴加0.1mol/LKI溶液,产生了黄色沉淀,向反应后的溶液中滴加淀粉溶液,溶液不变蓝色。结论:将两种溶液直接混合只发生了沉淀反应而没有发生氧化还原反应.环节三、理论分析文献:反应趋势和反应速度
酸碱反应、沉淀反应和配合反应的反应速度一般都比较快,许多反应实际上是瞬时完成的。但在氧化还原反应中,尽管反应进行的趋势很大,有不少反应的速度却是比较慢。有许多氧化还原反应,尽管在理论上可以进行,但实际上往往因速度太慢,可以认为反应物之间并不发生反应。因而在判断氧化还原反应时,不能仅考虑其可能性,还应考虑它的现实性,就是说,除了考虑反应进行的方向和程度以外,还应考虑反应的速度问题。——吴文中,李文博.深刻理解体验相互竞争的平行反应[J].化学教学.2018(2)任务:小组讨论预测0.1mol/LAgNO3溶液(pH=2)与0.1mol/LKI溶液混合应该能发生氧化还原反应,但是混合时之发生了沉淀反应,原因是什么?学生汇报:1、反应动力学(速率)分析:
依据碰撞理论,不同的化学反应所需的活化能差别很大,一些离子反应:如H+和OH—,Ag+和Cl—在水溶液中混合时,因为这些反应的活化能近似于0。反应几乎在瞬间就完成。Ag+和I—的反应和“Ag+和Cl—反应”类似。研究发现:Ag+和I—氧化还原反应的速率很小
通过实验和理论分析,证据都指向AgNO3溶液和KI溶液因为发生沉淀反应,而干扰了氧化还原反应的发生。如何设计实验证明AgNO3溶液和KI溶液确实可以发生氧化还原的发生呢?
我们想:可以采用设计双液体原电池,不让二者直接接触,沉淀反应的速率为0具体设计如下。(注意控制变量和干扰因素的排除)结论:沉淀反应速率远大于氧化还原反应环节四、设计实验任务:根据以后知识和文献资料,设计实验证明.1mol/LAgNO3溶液烧杯中滴加0.1mol/LKI溶液确实能发生氧化还原反应,并画出装置
教师提问:1.是否电流表指针发生偏转就能证明一定发生了氧化还原呢?2.我们因该检验什么产物最可靠呢?是证明氧化产物还是证明还原产物?(2)电流表的指针发生偏转,分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加淀粉溶液,后者蓝色更深;讨论实验证据(1)电流表的指针发生偏转,右边烧杯石墨电极上有物质析出(银白色物质析出)。学生回答1.不可以,灵敏电流计探测电势差,稍微有点变化就会偏转,如浓度不一样、石墨电极插入溶液的深度不同都会有微弱的电势差。2.检验还原产物最好,因为空气是一个氧化性的氛围,当然也可检验氧化产物,必须做对比实验排除干扰(也就是分别取实验前和实验后的溶液对比)环节五、动手实验获得证据分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加淀粉溶液,后者蓝色更深。反应趋势和反应速度
酸碱反应、沉淀反应和配合反应的反应速度一般都比较快,许多反应实际上是瞬时完成的。但在氧化还原反应中,尽管反应进行的趋势很大,有不少反应的速度却是比较慢。有许多氧化还原反应,尽管在理论上可以进行,但实际上往往因速度太慢,可以认为反应物之间并不发生反应。因而在判断氧化还原反应时,不能仅考虑其可能性,还应考虑它的现实性,就是说,除了考虑反应进行的方向和程度以外,还应考虑反应的速度问题。竟争反应之观念转变1.当相互竟争的几个平行反应的反应速率相差无几时,反应产物的多寡取决于反应平衡常数的大小,平衡常数越大则其产物的量越多;平衡常数差异非常显著时,反应才能近似看作有先后顺序,平衡常数大的化学过程首先发生。2.当相互竟争的几个平行反应的反应速率相差较大时,发生的主反应并不一定是由热力学(平衡常数大小)决定,而是由动力学(反应速率)驱动。
——吴文中,李文博.深刻理解体验相互竞争的平行反应[J].化学教学.2018(2)
问题9:同种原子间形成的共键键一定是非极性键吗
臭氧分子的空间结构与水分子的相似,臭氧分子中的共价键是极性键,臭氧分子有极性,但很微弱仅是水分子的极性的28%。其中心氧原子是呈正电性的,而端位的两个氧原子是呈电负性的。教材选择性必修2
★O3中的大π键分析1.O3的中心原子的杂化方式:
中心氧原子的孤电子计算:1【1/2(a-xb)】
中心氧原子的σ键数:2
中心氧原子的价层电子对数:3
中心氧原子的杂化方式:sp22.O3分子的成键分析
中心O:
sp2杂化边上O:π34
分析:中间O原子形成大π键时,贡献了2个电子,但是它只是均分到4/3个电子,所以中间氧原子带正电;边上O原子贡献1个电子形成大π键,均分到4/3个电子,所以带负电,这样臭氧的化学键是极性键,O3分子也是极性分子。★Na2S2O3中S元素化合价如何标问题的提出:观点1:两个硫原子都是+2价。理由是:氧是-2价,钠是+1价,根据化合价代数和为0的原则可计算出硫是+2价。实际上这种说法是一种平均化合价的观点。观点2:边上的硫原子显0价,中心硫原子呈+4价。理由是硫与硫之间是非极性键,非极性共价键对化合价的贡献是0,所以边上的硫原子是0价。中间的硫原子与三个氧原子共用了4对电子,这4对电子都偏向氧、偏离硫,所以硫呈+4价。观点3.边上的硫原子呈-2价,中心硫原子呈+6价,这种观点是认为硫代硫酸根相当于硫酸根离子中的一个氧原子被硫原子代替,既然是代替,边上的硫原子就相当于原来硫酸根的氧原子,所以化合价为—2,通过研究大学教材,大学教材刚好和第3种观点一致。结构分析1.在S2O32—离子中,两个硫原子间形成的是σ配位键,由中心硫原子1的sp3杂化轨道中孤对电子与另一个代替氧原子的硫原子2的空轨道(3p轨道)形成的,并非两个硫原子各提供一个电子形成的σ键,据此,可以认为中心硫原子1的氧化数为+6,而硫原子2的氧化数为-2。2.进一步分析,中心硫原子1与硫原子2之间的还存在d-pπ反馈配位键,这一点可以通过键长来证明,硫单质中硫硫键的键长为206pm[6],而硫代硫酸根中的硫硫键的键长为201.3pm,如图2所示,比较二者的键长可以看出,硫代硫酸根中的硫硫键有相当程度的双键性,硫原子2的孤电子对填充到中心硫原子1的3d轨道形成d-pπ反馈配位键,但硫原子2的p轨道与中心硫原子1的d轨道重叠程度较小,导致反馈配键作用较小,所以硫硫键仍以σ配键为主。由于中心硫原子1还与3个氧原子形成共价键,氧原子电负性较大,中心硫原子具有较大的电正性,在诱导效应的影响下,硫硫键中的电子偏向中心硫原子,使硫原子2的电荷数降低。综上所述,影响中心硫原子1和硫原子2的有效电荷的因素有:①两个硫原子间形成的σ配键,使中心硫原子显正电性,硫原子2显负电性;②两个硫原子间形成d-pπ反馈配键,使硫原子2的负电性和中心硫原子的正电性均有所减弱,③由于中心硫原子与氧原子结合,产生了诱导效应,使电子偏向中心硫原子,进一步减弱了中心硫原子的正电性和硫原子2的负电性。但在这三个作用中,主要作用仍是①,作用②和③减弱了①的作用,并未抵消其作用,因而硫代硫酸根中的两个硫原子有效电荷均不为零,新的问题讨论1、相同原子间形成的化学键一定是非极性共价键吗?2、Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O是氧化还原反应吗?类似问题:
臭氧中的氧-氧键也不是非极性键,而是极性键。大π键上的电子云理论上是均匀分布的,中间氧原子形成大π键时,贡献2个电子,实际上分摊到的电子只有4/3,也就是说O3中的化学键实际上是非极性键,事实证明O3确实是极性分子。教学启示:
在新课程背景下,我们教师要不但学习,在教学过程中,规律结论都是有限制条件,一定不要轻易下绝对化的结论;我们学生学习,而不是学死,要理解问题的本质。
问题10σ键一定比π键稳定吗?1、引导学生探究C-C、C=C、C≡C键的键能数据,感受乙烯、乙炔分子的π键不如σ键牢固。2.学生探究N-N、N=N、N≡N键能的变化规律,感受N2分子中π键的特殊性及N2
分子的稳定性。(教材在介绍π键和σ键两种不同共价键的强度时,现在是这样描述的“π键和σ键”强度不同,由于氮原子半径小,氮原子距离小,π键电子重叠更多。)问题11为什么卤素的银化物溶解度越下越小学科价值:培养学生量变引起质变,认识世界,认识物质不要绝对化,同时也是突破学生思维定式,培养学生思辨能力的好素材。选择性必修2例题(2021顺义高三一模)在有氧条件下,新型催化剂Y能催化NH3与NOx反应生成N2。②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂Y的反应器中反应(装置见题20图−1)。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如题20图−2所示,(1)催化剂活性随温度升高变大,后活性减小(2)温度升高,反应速率增大(3)温度升高,平衡正向移动(4)其他或不做答学生答题情况【思维障碍】首选“化学平衡”①在50~380℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先缓慢上升、后迅速上升、后又缓慢上升的主要原因是____;例题(2021顺义高三一模)在有氧条件下,新型催化剂Y能催化NH3与NOx反应生成N2。②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂Y的反应器中反应(装置见题20图−1)。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如题20图−2所示,①在0~380℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先缓慢上升、后迅速上升、后上升缓慢的主要原因是____;②当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是_____________。
学生答题情况展示(1)催化剂活性降低、有副反应发生(2)催化剂活性降低或失去活性(3)完全反应、平衡移动、不做答【思维障碍】还是离不开“化学平衡”催化剂和温度对反应速率的影响结论:催化剂对反应速率的影响远远大于温度对反应速率的影响(催化剂高效性),工业上提高生产效率首先“催化剂”鲁科版选择性必修1p70鲁科版选择性必修1p73例题(2021顺义高三一模)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见题20图−1)。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如题20图−2所示,①在0~380℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先缓慢上升、后迅速上升、后上升缓慢的主要原因是____;②当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是_____________。思考与交流(1)在0~50℃范围内随着温度上升NOx的去除率缓慢升高主要原因是什么呢?(2)在50~150℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率迅速上升的主要原因是什么呢?(3)在150~380℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率均较高且上升缓慢的主要原因是什么呢?(4)当反应温度高于380℃时,随着温度上升NOx的去除率迅速下降的原因可能是什么呢?例题(2021顺义高三一模)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。(3)将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见题20图−1)。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如题20图−2所示;①在0~380℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先缓慢上升、后迅速上升、后上升缓慢的主要原因是____;②当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是_____________。(1)在0~50℃范围内随着温度上升NOx的去除率缓慢升高主要原因是温度升高。(2)在50~150℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率迅速上升的主要原因是催化剂(活性高)和温度共同作用的结果(3)在150~380℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率均较高且上升缓慢的主要原因是催化剂的活性已经很高了,主要是温度升高化学反应速率加快。
(4)温度高于380℃时,随着温度上升NOx的去除率迅速下降的原因可能是催化剂的活性降低、或者发生了副反应、后者是平衡逆向进行。
问题12化学平衡常数(工具性地位)
课标解读:平衡常数作为反应方向判据更具有简捷性和可迁移性强调:K和Q的关系的重要性课例
影响化学平衡的因素利用K-QC关系解释其他因素对化学平衡的影响设计实验验证浓度温度对平衡移动的影响平衡移动原理及用K分析平衡移动的基本思路
环节二环节三环节四实验验证推理分析总结提升环节一理论预测基于K-QC,建立讨论平衡移动的理论依据教学过程分析环节四原因:很多反应并不是基元反应,而是总反应,一个总反应,可以分成很多基元反应,基元反应中的慢反应决定反应快慢。电离平衡常数、水的离子积、溶度积、水解常数2022全国乙卷PbSO4(s)+CO32-(ag)PbCO3(S)+SO42-(aq)
PbSO4(s)+CO32-(ag)PbCO3(S)+SO42-(aq)的平衡常数为:
从平衡常数的角度分析凸显学生的理性思维。★
碳酸氢根离子和金属离子反应大概念:正反应容易,逆反应困难1.金属单质NaFeCu单质的还原性减弱;相应阳离子的氧化性增强。2.酸性:CH3COOH、H2CO3、HClO酸性减弱;同浓度同温度CH3COONa、NaHCO3、NaClO碱性增强。3.氧化钠已于水反应,氢氧化钠很稳定;2易和氢气反应;HF难分解。2019年新人教版选择性必修3——p96问题13乙酸乙酯的制备【问题1】混合液为什么先加乙醇再加浓硫酸最后加乙酸?——岳文虹,苑凌云.追寻化学教育的本源——化学疑难问题研究.陕西科学技术出版社[M}【问题1】混合液为什么先加乙醇再加浓硫酸最后加乙酸?——岳文虹,苑凌云.追寻化学教育的本源——化学疑难问题研究.陕西科学技术出版社[M}【2018年浙江高考-30】使平衡正向移动,增大乙醇转化率,减小产品中乙醇含量。【思考与交流】(1)什么是恒沸混合物?(2)哪种反应物易形成恒沸混合物?(3)从有机物分离提纯角度选用哪种物质过量较好呢?【问题2】实验室中采用乙醇过量,但实际工业往往采用过是乙酸,其原因是什么?问题14为啥物质的氧化性还原性与浓度、酸碱性有关
电极电位可以比较水溶液中氧化剂或还原剂的强弱。在298K的标准态下,即气体的压强为1个标准大气压,水溶液中溶质的活度(近似于浓度)为1mol/L时,可用标准电极电位Eθ
来衡量氧化剂氧化性或还原剂还原性的强弱。
标准电极电势对应的电极反应常写着:氧化型+ne—
还原型,
Eθ值越大,电对的氧化型氧化性越强,还原型还原性越弱;
非标准状态,用下列公式进行计算:(Z为电对中得失电子的数目)
能斯特方程的介绍1.如果氧化剂或还原剂是溶液,增大浓度可以增大氧化性或还原性.2.在电极反应中,降低还原产物或氧化产物的浓度,可以提高氧化剂的氧化性或还原剂的还原性。增大还原产物或氧化产物的浓度,则可以降低氧化剂的氧化性或还原剂的还原性。(Z为电对中得失电子的数目)
能斯特方程的介绍3.电极反应中如果有H+或OH—参与反应,可以通过调节溶液的C(H+)或C(OH—)来调节反应物的氧化性或还原性。(1)MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,酸性强,则MnO2氧化性强,本质上可以用能斯特方程来解释.(2)MnO2-3e—+4OH—=MnO4—+2H2O,增大C(OH—)MnO2的还原性越强。(3)Fe3++e—=Fe2+,增大C(H+)对Fe3+氧化性几乎没有影响1.(2022年丰台题)CuSO4溶液加入铜粉几乎不反应,但是加入KCl溶液迅速产生白色沉淀。Cu+Cu2+=2Cu+
反应限度很小,难易进行,但是加入Cl—将Cu+
沉淀,促进反应正向进行。思考:加入KCl溶液的作用是什么呢?应用举例2.王水为什么可以溶解Au的问题
Au的还原性很弱,很难被氧化,反应限度很小,速率也很慢。可以通过改变条件。(1)氰化法4Au+3O2+16CN—+6H2O=4Au(CN)4—+12OH—
因为反应体系中Au3+与CN—络合,降低了Au3+的浓度,从而增大了Au的还原性。(2)氯化法4Au+16ClO—+12H+=4Au(Cl)4—+5O2↑+6H2O问题15关于原子配位能力分析一、问题的提出
一次听课,有位老师突然向我请教,“CN—”中到底谁是配位原子?对于这个问题,当时我有些模糊,我就反问到没有情景吗?这位老师说“人教版(2019版)选择性必修2的100页课后习题第7题,指出下列各配合物中中的配离子、中心离子、配位体、配位数和配位原子,第一各物质就是K2[Cu(CN)6],为了给这个老师一个满意的答案,我进行了充分的研究,现将研究过程呈现如下,以飨读者。二、理论分析
分析到底什么样的原子能做配位原子,首先还要从配位键的本质入手,配位键指的是,由一个原子单方面提供孤电子对,而另一个原子提供空轨道而形成的化学键,即“电子对给予—接受”键。配位原子必须具有“孤电子对”,而CN—这个离子C和N都有孤电子对,应该都具有配位的可能,如果只需要一个原子去配位的话,应该是优先C原子配位,因为C的电负性比N小,更愿意与别的原子配位。
从上述晶体结构可以看出,C和N都做了配原子。实际上关于原子的配位问题,还与空间的位阻有关,这个问题实际上有跨学科的味道,某两个原子如果都有孤电子对,从配位键的角度分析,都可能配位,但是如果某个原子的周围有很大的几个基团围上,那么别原子想配位也是比较困难的。比如K2[Cu(CN)6]中显然是C原子是配位原子,如果需要两个原子去配位,C和N都可能参与配位。比如分析化学中常用X射线研究晶体结构,有一种蓝色晶体可表示为MxFey(CN)z,它的结构特性是Fe2+、Fe3+分别占据立方体的顶点,自身互不相邻,而CN-位于立方体的棱上,其晶体中的阴离子结构图如下:问题16
相对弱的酸能否制备相对强的酸问题:CH3COOH能否与NaNO2反应?已知:CH3COOH的Ka×10—5;
HNO2的
Ka×10—4。CH3COOH+NO2—
HNO2+CH3COO—问题17
溶解度大的沉淀不能转化成溶解度更小的沉淀吗?
例:分析BaSO4转化成BaCO3《中学化学》2007年第5期课标关于有机合成进行有机合成的教学时,素材选取要兼顾目标物的应用价值和对学生思维的挑战性;活动类型要兼顾正向合成和逆向合成任务,引导学生关注结构对比、官能团转化和碳骨架构建;通过合成路线的评价活动使学生体会官能团保护、绿色设计等思想。问题18课标对有机合成的加强(2023年北京)化合物p是合成抗病毒药物普拉那韦德原料,其合成路线如下。(1)A中有羧基,A→B的化学方程式是
。A的结构只可能是:Br—CH2COOH+D“α—H”活泼性问题(2023年北京)化合物p是合成抗病毒药物普拉那韦德原料,其合成路线如下。醛基羰基的吸电子作用使得羰基相连的C-H键极性增强,易断裂新教材有机合成(2023年北京)化合物p是合成抗病毒药物普拉那韦德原料,其合成路线如下。acCH3COOCH2CH32017年北京高考(2023年北京)化合物p是合成抗病毒药物普拉那韦德原料,其合成路线如下。(5)L分子含有两个六元环,L的结构简式是
。(2023年北京)化合物p是合成抗病毒药物普拉那韦德原料,其合成路线如下。
Lɑ—H活泼从键的极性角度分析有机反应
新课标、新教材、新高考有机部分强调从“化学键的类型和键的极性角度”来认识化学反应,带来的变化是:“有的问不给信息,让学生自己根据结构的变化来推断,应该说是一个新的变化;
还有就是异构化感觉也是一个新的热点,对于马上进入新高三的学生要引起注意;
还有就是有机化学中也渗透了平衡的思想,比如酯交换、酸酐的酯解、酯氨解,北京新高考有机化学对含氮化合物有加强的趋势,还有要注意氨基的碱性及配位键功能。
有机化学的教学还有一句话:“在那儿连就在那儿断”。问题:键的极性越强越容易断吗?1、同种化学键,比如C—H键或O—H键,极性越强越容易断裂,化学性质越活泼(有机化学ɑ—H的活泼性问题)。2.不同种化学键,如果键长越强,键能小,键的极性强,强越容易断裂,化学性质越活泼(C—C、C—H、C—Cl)问题:为什么HF、HCl、HBr、HI中,HF的极性最强但酸性最弱(键能、极性)?学生困惑:为何酸性条件下SO32-可氧化S2-而SO42-不能氧化S2-?2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O学生困惑:为何浓硫酸做氧化剂“S”降价?稀硫酸做氧化剂“H”降价?问题19稀硫酸溶液中的硫酸根为啥没啥氧化性?学生困惑:NH3中N为-3价,HNO3中N为+5价,二者为何不发生氧化还原反应? NH3+HNO3=NH4NO3学生困惑:NH3的催化氧化过程中,通入“过量”空气,产物为何是NO而不是NO2?
4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O22NO2低温高温温度高于150℃时,NO2分解案例20化学实验干扰因素的发现与排除1.何为干扰因素性质相似的物质(都有氧化性、都有还原性、都有酸性、都有碱性)2.干扰因素的产生(1)反应物易挥发(浓盐酸、浓硝酸、醋酸、浓氨水)(2)反应物不纯(实验室制备乙炔,电石含有硫化钙)(3)副反应(乙醇和浓硫酸制备乙烯时,浓硫酸将乙醇氧化产生SO2)(4)体系微粒具有氧化性或还原性(将SO2通入到AgNO3溶液中)(4)是否接触存在平行竞争反应(为了探究AgNO3溶液和KI溶液是否能发生氧化还原,但是因为溶液接触会直接先发生沉淀反应,沉淀反应干扰了氧化还原反应的发生)。2018年北京高考题3.干扰因素的排除(1)直接排除干扰因素法:①吸收或驱赶干扰物
②直接验证法:直接取试剂(或纯物质)进行单一因素的验证必修4化学反应原理2011年北京:探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,例7(2017年北京)某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05mol/L硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。②对Fe3+产生的原因作出如下假设:假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;假设b:空气中存在O2,可能氧化Fe2+产生Fe3+,可产生Fe3+;假设c:酸性溶液中NO3-具有氧化性,可产生Fe3+;假设d:溶液中存在Ag+,可能氧化Fe2+产生Fe3+。③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅰ:向硝酸酸化的
溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色。0.05mol/LNaNO3(2)通过“设计对比实验”抵消干扰因素
思考路径:配制与原溶液一样浓度的NO3—、H+溶液,但是不含有Ag+、同样也在空气中放置,一样的铁屑,进行对比实验。例8、I2水能否氧化Fe2+的问题探
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